簡析高中物理概念教學中的表象構(gòu)建

陳艷

[摘 要] 傳統(tǒng)高中物理概念教學中，常用重復的方式來加深學生對概念的印象，這不利于學生有效理解概念。研究表明，概念構(gòu)建是需要表象作為支撐的，這些表象可以是直接感知后形成的，也可以是想象形成的。本文以平拋運動為例，闡述表象的構(gòu)建。

[關(guān)鍵詞] 高中物理 概念教學 表象構(gòu)建

[中圖分類號] G633.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674 6058（2015）20 0048

概念是物理教學的基礎，是對豐富的物理現(xiàn)象或知識進行抽象之后形成。高中物理難學的原因很多，一個重要原因就是學生在遇到某個概念時難以有效回憶出與概念相關(guān)的物理現(xiàn)象與知識，也就是說學生的概念建立不應只是記住概念的名稱，還應當有基本的支撐。

概念是思維的產(chǎn)物，也是思維的依據(jù)。在概念產(chǎn)生的過程中，表象起著很大的作用，尤其是對某些基本概念，由于它們需要基本的形象支撐，因而表象的構(gòu)建就顯得尤為重要。本文試以平拋運動的概念構(gòu)建為例作些分析探討。

一、平拋運動的理解要求及常規(guī)教學方式

平拋運動是高中物理必修二第五章“曲線運動”中的重要內(nèi)容，對于這一概念，我們希望學生能夠達到這樣的理解要求：一是知道平拋運動屬于拋體運動中的一種特殊情況；二是知道平拋運動特殊在哪里，即知道平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動；三是知道兩個方向的運動規(guī)律描述。

其中第二點理解要求顯然是重點。問題在于，對于這樣的理解常常有兩種教學方式：一種是理論角度的推理與重復，即從運動條件分析推理，如理想情況下水平方向不受力，因此做勻速直線運動，豎直方向只受重力作用，所以做勻加速直線運動；另一種是實踐角度的呈現(xiàn)與模擬，教師可以通過提供頻閃照片或者高速攝影的視頻，或者通過動畫模擬等，讓學生生成一種直觀的認識。有經(jīng)驗的教師知道，對于第一種方式，需要學生有較強的抽象思維能力，而事實上相當一部分學生都無法理解運動是可以分解的，在這種情況下，將拋體運動硬生生地分解為互相垂直的兩個方向的運動，學生的理解是有困難的。而第二種方式中實際運動的呈現(xiàn)，對于一般高中學校來說，條件上是有困難的，至于動畫展示，高中學生都知道要做成什么樣的效果都可以，因此可信度不高，只能作為學生理解的佐證。

二、基于表象構(gòu)建的平拋運動教學思考

從以上分析可以看出，要想讓絕大部分學生在新課學習階段就建立有效的平拋運動概念，實際上是有困難的，只不過日常教學中這種困難常常被重復的習題訓練所掩蓋，有時并不為人所注意而已。

如果從表象構(gòu)建的角度來看平拋運動的教學設計，筆者以為首先應當搞清楚經(jīng)過概念教學之后，要在學生的大腦中留下什么樣的表象。這是一個正本清源的問題，以筆者的觀點，回答這一問題并不復雜，就是水平和豎直兩個方向的運動。那么接下來需要關(guān)注的是，學生的思維當中有沒有這樣的兩個表象。根據(jù)筆者的調(diào)查發(fā)現(xiàn)：學生對勻速運動是有著充分的表象的，而對于自由落體運動，學生的表象更多的是豎直方向的勻加速直線運動，至于加速度g的大小意味著什么樣的運動，學生往往是陌生的，不少學生甚至無法估計一個粉筆頭從1米高處自由落下需要多長時間。因此，要構(gòu)建好平拋運動的概念，首先要加強自由落體運動表象的構(gòu)建。

在此基礎上，教學可以遵循實際演示、理論猜想以及表象構(gòu)建三個步驟。

在實際演示階段，教師要向?qū)W生精準地演示平拋運動，可以借助演示儀，也可以用手平拋出一個粉筆頭，從表象生成的角度來看，這一過程要多重復，因為這個過程經(jīng)歷的時間極短，能夠進入學生感知通道的內(nèi)容實際上很少。但由于生活經(jīng)驗的作用，學生往往又可以借助生活中形成的表象來完善此時的認知。

理論猜想即為上面提到的理論推理，從力與運動的關(guān)系角度引導學生認識平拋運動是可以看作由水平和豎直兩個方向的運動合成的。需要再次強調(diào)的是，這樣的教學應當視作過程而不是結(jié)果，不能以理論推導的結(jié)果當成平拋運動概念教學的收尾。因為此時相當一部分學生的抽象思維水平無法為他們建立有效的平拋運動的表象。

表象構(gòu)建是本教學的核心?；谝陨系膶嶋H演示與理論猜想，教師引導學生在自己的大腦中構(gòu)建平拋運動的“畫面”——這個畫面就是表象存在的形式——物理圖景。這個畫面可以是分步進行的：一個物體離手平拋出去，先想象其在水平方向做勻速直線運動（這時不關(guān)注豎直方向的運動）；然后再想象豎直方向做自由落體運動（這時不關(guān)注水平方向的運動）；最后將上述的想象結(jié)果進行合成，于是在學生的思維中生成水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體運動的情景。

顯然，從表象構(gòu)建的角度來看，這是一個想象表象，但這是有直接感知的表象作為支撐的，因此在多次構(gòu)建過程中，這個物理圖景就會更加清晰，從而可以成為學生以后遇到平拋運動概念時的第一反應。

三、教學反思

多年的教學經(jīng)驗讓筆者意識到，即使像平拋運動這樣看起來簡單的運動，在近一半的學生思維當中都沒有清晰的表象，盡管他們在解答簡單的習題時沒有困難，但那都是重復訓練的結(jié)果。而在遇到新的問題需要清晰的平拋運動表象作為支撐的時候，就容易出現(xiàn)捉襟見肘的情形。

基于此，筆者近年來在平拋運動的教學中，高度重視表象的構(gòu)建，力圖在學生的思維當中有一個清晰的表象，從而為復雜物理問題的清晰簡單化提供支撐。而由此聯(lián)想到其他基本物理概念的教學，筆者也發(fā)現(xiàn)表象構(gòu)建其實十分重要，譬如加速度，實際上十分抽象，學生對加速度的理解常常就是基于定義而不是實例；又譬如圓周運動，看起來其描述的是運動的軌跡，其實其中夾雜著向心力、向心加速度等概念，真正理解亦非易事，都需要在新課教學中加強表象構(gòu)建。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 賀芳.高中物理概念教學的幾點建議[J].中學物理，2013（23）.

[2] 劉桂枝.探究概念教學中“點破立”模式的構(gòu)建及實踐[J].教學月刊（中學版），2012（1）.

[3] 張旺.論物理想像能力的培養(yǎng)[J].課程·教材·教法，1999（3）.

（責任編輯 易志毅）